淺析高層建筑消防防火排煙設(shè)計

王曉丹

四川同舟建筑勘察設(shè)計有限責(zé)任公司，四川宜賓 644000

城市進(jìn)程逐漸加快，城市中的高層建筑也越來越多，為了保證建筑的防火安全，保障居民的人身和財產(chǎn)安全，需要做好城市建筑防火排煙工程的設(shè)計，做好建筑整體防火排煙的布局。由于建筑之間相對排列密集，如果發(fā)生火災(zāi)，火勢的蔓延速度會很快，在整個建筑的內(nèi)部，容易產(chǎn)生一種“煙囪效應(yīng)”；且由于樓層較高，人員比較密集，人員的疏散工作難度也相對較大，整體的救災(zāi)難度也會加大，救災(zāi)的能力就會下降。所以，對于高層建筑的消防設(shè)計工作十分必要。

1 高層建筑防火排煙設(shè)計的重要性

高層建筑中的隔墻較多，能夠有效防止火災(zāi)的蔓延，而且高層建筑內(nèi)部的建筑結(jié)構(gòu)比較簡單，我國對于高層建筑的消防安全設(shè)置不夠重視，消防意識較差。高層建筑的很多設(shè)計和施工環(huán)節(jié)也不夠規(guī)范。所以，對于高層建筑的施工，需要充分做好建筑消防安全設(shè)計，同時做好對高層建筑消防安全的宣傳工作。我國高層建筑的防火設(shè)計主要分為主動防火系統(tǒng)和被動防火系統(tǒng)，通常的主動防火系統(tǒng)會自動報警、滅火等，在火災(zāi)發(fā)生的初期階段，能夠及時被撲滅。其中的被動防火系統(tǒng)主要是建筑的設(shè)計材料，有一些建筑的材料屬于不燃材料，比如，建筑的吊頂、防火墻和防火卷簾等，這些防火材料能夠有效的將建筑劃分為很多的小空間，防止火勢的蔓延，也能夠?qū)⒒饎菘刂圃谝粋€固定的范圍內(nèi)，保證建筑整體的結(jié)構(gòu)不會受到牽連，而且被動防火系統(tǒng)也是當(dāng)前建筑設(shè)計中應(yīng)用最廣泛的，具有一定的經(jīng)濟(jì)性和長久性。

我國城市建筑日益增多，城市中的人口也相對比較密集，建筑的消防安全是城市發(fā)展中需要關(guān)注的一個重要問題，高層建筑的防火功能設(shè)計也是城市建筑安全的一個重要焦點。多層的城市建筑很復(fù)雜，再加上一些高層建筑的防煙布置不到位，一旦起火，受到風(fēng)力的影響，火勢蔓延快速，會給城市居民的生命和財產(chǎn)造成很大程度的損失。所以，城市中的防火排煙設(shè)計在城市建筑建設(shè)中起到重要的作用。

2 高層建筑防火排煙存在的難點

高層建筑的排煙存在很大的難點：（1）火災(zāi)蔓延的速度快，高層建筑的樓層相對較高，主要是面向高空發(fā)展，煙囪會起到很大的作用，但是由于建筑之間的排煙設(shè)施都有煙囪相連接，所以煙囪也有可能作為火勢蔓延的一個途徑；且高層建筑的空間結(jié)構(gòu)相對比較復(fù)雜，很多的煙氣蔓延，不容易控制；（2）對火災(zāi)的撲救難度較大，高層建筑的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，人員較集中，發(fā)生火災(zāi)，很難進(jìn)行安全疏散，導(dǎo)致整體的撲救工作比較困難；（3）高層排煙受到風(fēng)力的影響較大，高層建筑的高度越高，受到的風(fēng)力也就相應(yīng)增強(qiáng)，所以，設(shè)計排煙設(shè)施的同時需要充分考慮到風(fēng)力和風(fēng)向因素，保證排煙的效果。

3 建筑消防防火排煙設(shè)計存在的問題

3.1 消防設(shè)施使用不當(dāng)

在高層建筑中，火災(zāi)發(fā)生時，人員的疏散和消息的傳遞相對比較困難，導(dǎo)致實際救災(zāi)中的救助難度加大，所以需要相對完備的救災(zāi)設(shè)備。另外，人員對一些救災(zāi)設(shè)備的使用不當(dāng)，平時對救災(zāi)設(shè)施的了解不夠，相應(yīng)的維護(hù)工作沒有做到位，導(dǎo)致整體的救災(zāi)工作也存在很大的困難，而且高層建筑的密閉性較強(qiáng)，煙霧不易排出，造成被困人員窒息傷亡的情況。

3.2 建筑材料選擇不當(dāng)

在建筑的建造過程中，未全面考慮建筑的防火性能，導(dǎo)致選擇的材料大多是可燃易燃的材料，會為后期火災(zāi)的發(fā)生埋下很大的隱患。如果建筑內(nèi)部的可燃易燃材料較多，起火的幾率會高很多，同時可燃易燃的材料通常也會產(chǎn)生很大的煙霧和有毒氣體，不利于對人員的疏散和救助，因此，需要對建筑物的材料和性質(zhì)進(jìn)行了解和控制。

3.3 建筑內(nèi)部排煙系統(tǒng)的設(shè)置不合理

我國目前在建筑中設(shè)置的排煙系統(tǒng)是需要人工打開的，但是，如果發(fā)生比較緊急的火情，有可能會忽視對排煙系統(tǒng)裝置的開啟，或者是對排煙裝置系統(tǒng)的操作方式不當(dāng)。一些建筑的風(fēng)口排煙設(shè)置不科學(xué)或者不規(guī)范，忽視對內(nèi)壁細(xì)節(jié)的處理，不對其進(jìn)行經(jīng)常性的維護(hù)，會造成管道內(nèi)壁生銹；還有一些建筑的排煙系統(tǒng)設(shè)置的位置不當(dāng)，使煙霧不能正常排出。在發(fā)生緊急火災(zāi)時，很容易造成事故的發(fā)生。

3.4 建筑內(nèi)部的結(jié)構(gòu)設(shè)計不當(dāng)

在現(xiàn)代建筑的設(shè)計中，建筑內(nèi)部的空間分布很多，有比較多的功能分區(qū)，內(nèi)部的結(jié)構(gòu)相對比較復(fù)雜，而且這些復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不容易使煙霧排出，煙霧有可能會積壓在一些比較小的空間內(nèi)。且內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計與內(nèi)部空氣的流通有著很大的關(guān)系，如果內(nèi)部設(shè)計不到位，也會導(dǎo)致空氣很難流通，火災(zāi)的煙霧會集中在內(nèi)部，不能參與空氣流動循環(huán)，也會給人員的逃生造成很大的阻礙，需要增加通道關(guān)閉設(shè)施，隔絕火焰，為逃生和救援提供更多便利。

4 對于高層建筑中排煙設(shè)計的具體分析

根據(jù)有關(guān)的火災(zāi)統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析，在火災(zāi)中受煙害導(dǎo)致的死亡占據(jù)80%以上，如果高層建筑中發(fā)生火災(zāi)，需要迅速做好排煙工作，防止煙霧的蔓延。針對高層建筑中排煙設(shè)計存在的一些具體設(shè)計問題進(jìn)行分析。

4.1 排煙口與室內(nèi)最遠(yuǎn)點的水平距離

高層建筑的排煙有自然排煙和機(jī)械排煙，當(dāng)需要排煙時，可以開啟外窗將煙霧排放出去，自然排煙的方式不需要任何的排煙設(shè)備，簡單、經(jīng)濟(jì)，但是也會受到室外風(fēng)向的影響。機(jī)械排煙有專門的排煙口、排煙管道將室內(nèi)的煙霧排放出去，通常高層建筑中使用的是排煙風(fēng)機(jī)，通過開啟排煙風(fēng)機(jī)，能夠加速室內(nèi)煙氣的流動，將煙氣強(qiáng)制排放到室外。根據(jù)我國《高層建筑》中的規(guī)定“防煙分區(qū)內(nèi)的排煙口距離最遠(yuǎn)點的水平距離不能超過30m”，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，人們在濃煙中低頭掩鼻最大的通行距離是20～30m，至于這個距離的確定，需要根據(jù)實際火災(zāi)中的人員密度等因素決定。所以對于高層建筑設(shè)計，其中的內(nèi)走道、空間場所需要充分滿足20m的范圍距離，要符合排煙設(shè)計的要求。

4.2 對樓梯間和消防電梯間的防煙設(shè)計

當(dāng)高層建筑發(fā)生火災(zāi)時，樓梯是人們唯一的疏散和逃離通道，其中的消防電梯也是消防人員運(yùn)輸工具的唯一通道，所以需要充分保證樓梯和消防電梯間不能有煙霧。從建筑的設(shè)計方面考慮，對于高層建筑樓梯間和消防電梯間的設(shè)計需要靠外墻設(shè)置，使其處于直接通風(fēng)的位置，采用自然排煙的形式，如果消防電梯間和樓梯間不能自然排煙時，需要通過借助機(jī)械排煙的方式進(jìn)行排煙，要保證煙霧不會集中到這兩個空間內(nèi)。要使整個建筑樓層有一個獨(dú)立的防火防煙空間，能夠快速進(jìn)行人員的疏散；對于高層建筑設(shè)計，需要充分保證樓梯間和消防電梯間能夠直接進(jìn)行排煙。例如，當(dāng)出現(xiàn)高層建筑的樓梯間和消防電梯間不具備自然排煙的情況，需要進(jìn)行加壓送風(fēng)，這時對前面的空間不需要設(shè)計機(jī)械排煙設(shè)施，通過前室的風(fēng)會受到門的阻力，其壓力和風(fēng)量就會受到一定的阻礙。

4.3 高層建筑中間通道的防排煙設(shè)計

中間通道在高層建筑中貫穿于高層建筑的多層，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，火勢和煙霧會彌漫整個中間通道，同時會經(jīng)過中間通道向其它空間擴(kuò)散，對于中間通道的煙霧控制工作，需要做到：（1）在中間通道內(nèi)不能放置一些可燃物，這樣可以減少發(fā)生火災(zāi)的可能性，保證中間通道的安全；（2）安裝自動滅火系統(tǒng)，能夠在煙霧達(dá)到一定量時，降低火災(zāi)產(chǎn)生的煙霧和熱量，或者設(shè)置防煙隔斷，防止煙霧四處擴(kuò)散；（3）設(shè)置一些排煙設(shè)施，能夠在火災(zāi)發(fā)生時，及時將煙霧排出，不會將煙霧全部積存在中間通道內(nèi)。機(jī)械排煙的設(shè)置需要計算中間通道的實際面積，設(shè)計的天窗面積需要小于中間通道面積的5%，才能夠進(jìn)行自然排煙，同時需要計算排煙量和排煙風(fēng)機(jī)的設(shè)置數(shù)量，要保證排煙的順利和暢通。當(dāng)中間通道體積大于1.7萬m2時，排煙量需要按照體積進(jìn)行4次/h換氣進(jìn)行計算。

5 高層建筑防火排煙設(shè)計措施

5.1 建立單獨(dú)的防火排煙系統(tǒng)

高層建筑防火排煙系統(tǒng)的建立通常是由消防中心進(jìn)行直接控制的，該系統(tǒng)的構(gòu)造主要包括風(fēng)井、風(fēng)管和排煙防火閥門等，防火排煙系統(tǒng)與空調(diào)系統(tǒng)及一些通風(fēng)系統(tǒng)是獨(dú)立的。建筑消防防火系統(tǒng)的設(shè)計需要十分重視排煙系統(tǒng)，根據(jù)建筑設(shè)計的相關(guān)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計，在實際的設(shè)計中，設(shè)計圖紙中需要將消防排煙系統(tǒng)獨(dú)立出來，設(shè)計出單獨(dú)的消防防火排煙圖紙，以保證高層建筑防火排煙的實際效果。

5.2 高層建筑防火排煙系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)定

在高層建筑防火排煙系統(tǒng)的設(shè)計中，需要根據(jù)建筑的整體結(jié)構(gòu)圖，劃分和確定出防煙區(qū)域，高層建筑的管道分布緊密，通常采用一些埋線的方式隱藏起來：（1）通常采用吊頂?shù)姆绞綄⑾老到y(tǒng)隔離，在吊頂?shù)奈恢脮苯觿澐殖龇罒焻^(qū)，在整個建筑的設(shè)計中，擋煙垂壁的高度一般是0.5m左右，占據(jù)較大的空間。為了能夠保證建筑整體的美觀，需要設(shè)置比較靈活的垂壁，能夠在使用的時候?qū)⑵浯瓜拢谠O(shè)計的過程中，不能跨越防火分區(qū)。（2）要選擇合理的排煙方式，在高層建筑中，為了保證防火排煙系統(tǒng)的效果，需要選擇合理的排煙方式，結(jié)合高層建筑的特點，通過安裝機(jī)械排煙系統(tǒng)進(jìn)行被動式的排煙，能夠保證整個空間空氣的對流循環(huán)，保證排煙的效果，也能夠有利于整個室內(nèi)空氣的自然流通。

5.3 準(zhǔn)確設(shè)計防火區(qū)域

在對高層建筑進(jìn)行防火區(qū)域設(shè)置時，需要準(zhǔn)確把握防火區(qū)域和防火間距，該區(qū)域是防止火勢擴(kuò)大的重要區(qū)域，防火間距設(shè)計到位能夠有效控制火勢，也會將火災(zāi)帶來的損失降到最低，給高層人員更多的逃離時間。應(yīng)用防火隔離手段能夠?qū)⒎阑饏^(qū)域進(jìn)行劃分。例如，通常高層建筑中的防火區(qū)域為水平分區(qū)和垂直分區(qū)兩個部分，使用的材料和設(shè)備有防火卷簾、防火墻和鋼筋混凝土樓板，能夠在垂直或者水平的位置將各個樓層分離開，劃分出防火空間，有效防止火勢的蔓延。對于防火間的設(shè)置，需要保證發(fā)生火災(zāi)時產(chǎn)生的熱量不會對防火間造成任何的影響，防火間不會受到任何損壞，高層建筑中各個主樓之間的防火間距一般大于等于13m，所以，高層建筑防火間距的設(shè)置需要符合一定的標(biāo)準(zhǔn)。

5.4 合理設(shè)計疏散樓梯

高層建筑在發(fā)生火災(zāi)時，對于人員的疏散工作相對比較困難，其中，疏散樓梯是疏散人員最重要的通道，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，電梯等都不能作為疏散通道，樓梯就顯得尤為重要。發(fā)生火災(zāi)時，建筑物內(nèi)會出現(xiàn)斷電的情況，垂直方向上的電梯和自動扶梯是不能作為疏散人員的通道的。因此，在設(shè)計高層建筑的防火區(qū)域和疏散區(qū)域時，需要考慮到高層建筑的樓梯，將高層建筑的樓梯設(shè)計為防火區(qū)域，疏散樓梯的設(shè)置應(yīng)該是位于整體建筑物的兩端，發(fā)生火災(zāi)時，有利于人員能夠從不同方向逃離，也會減少人員的擁擠現(xiàn)象，避免造成人員的踩踏。另外，樓梯間還需要設(shè)置防煙樓梯，可以考慮室外的樓梯，室外樓梯的排煙效果相對較好，選擇的材料需要是一些非燃燒材料，而且對耐火極限有一定的要求，可以保證整體具有很好的效果。

5.5 高層建筑排煙位置的合理選擇

高層建筑的設(shè)計中，防排煙系統(tǒng)通常有自然排煙和機(jī)械排煙的方式，需要根據(jù)建筑物整體的布局選擇合適的排煙位置，自然排煙中，需要借助外界的風(fēng)力，排煙裝置的設(shè)計需要處于不同的方向口，注意排煙口的大小。機(jī)械排煙的方式需要考慮排煙管道和對排煙口的設(shè)計，需計算好排煙管道的橫截面積，做好對位置和面積的選擇。

6 結(jié)語

綜上所述，高層建筑的建造也是城市發(fā)展的重要體現(xiàn)，要能夠充分保證城市高層建筑的安全，做好高層建筑防火排煙設(shè)施的安裝和設(shè)置，注重高層建筑的施工技術(shù)和防火技術(shù)的應(yīng)用，充分做好防火排煙工作，提高高層建筑防火排煙設(shè)計的工作質(zhì)量，提高建筑整體的質(zhì)量，避免火災(zāi)造成的不良影響。